international cooperative programme on integrated

International Cooperative

Programme on Integrated

Monitoring (ICP-IM)

UNIVERSIDAD DE NAVARRA

• Biología Ambiental

• Geografía y Ordenación del Territorio

• Química

Presidente: Ulf Grandin y Salar Valinia, SLU (Suecia) Director: Martin Forsius (Finlandia)

Centro del Programa: Finnish Environmental Institute/SYKE http://www.syke.fi/en-US/Research__Development/Ecosystem_services/Monitoring/Integrated_Monitoring

International Cooperative Programme on Integrated

Monitoring of Air Pollution Effects on Ecosystems (ICP-IM)

• 16 países europeos: Austria, Bielorrusia, Canadá, República Checa, Estonia, Finlandia, Alemania, Italia, Letonia, Lituania, Noruega, Federación Rusa, España, Suecia, Reino Unido e Irlanda

• 50 puntos de monitorización integrada

• Adhesión España: 2006

International Cooperative Programme on Integrated Monitoring of Air Pollution Effects on Ecosystems (ICP-IM)

ICP-IM

• Monitorización de los parámetros biogeoquímicos y de las respuestas biológicas en áreas claramente definidas (10 – 1000 ha)

• Intentar separar la variación natural de la producida como consecuencia de la acción del hombre, en ecosistemas naturales y seminaturales

• Desarrollar y aplicar modelos de la variación regional y la predicción de efectos a medio y largo plazo

Objetivos

Objetivos

Monitorización del ecosistema

Concepto

• Mayor nivel de cooperación internacional

• Más alto nivel de monitorización

• Bajo número de “sites”

• Validación de modelos

• Utilidad para preparación de políticas

• Solapamiento de niveles jerárquicos

• Sinergias con otros ICP

Balance de masas

P – E = R ±ΔS P = precipitación E = evapotranspiración R = escorrentía ΔS = cambio en almacenaje

• Balances de componentes mayoritarios

• Balance hidrológico

• Análisis de flujo abierto

• Cuantificación y monitorización de flujos en el tiempo


Modelización

• Predicción de respuestas futuras de los ecosistemas a los cambios en la condiciones ambientales

• MAGIC, SAFE, SMART, VSD+

• Tendencias en series temporales

• Evaluación de estrategias de control de emisiones y desarrollo de políticas a largo plazo

Bioindicación

• Integración de variables biológicas y físico-químicas determinadas a la vez

• Detección de relaciones causa-efecto dentro del ecosistema

• Acoplamiento de sistemas biológicos en la modelización


• Balances y tendencias de S, N, H y BC. Cargas críticas y efectos • Efectos de ozono troposférico • Metales pesados • Sustancias orgánicas persistentes (POPs) • Impacto del cambio climático e interacción con contaminación atmosférica • Cambios en biodiversidad • Agotamiento de la capa de ozono • Modelización dinámica

Prioridades del Programa


• AM: Meteorología (c/d) • AC: Química del aire (c/d/w) • PC: Química de la precipitación (w/m) • TF: Trascolación (w/m) • SC: Química del suelo (5 y) • SW: Química del agua del suelo (w/m) • RW: Química del agua de escorrentía (w/m) • FC: Química foliar (y) • LF: Química del desfronde (y) • VG: Vegetación (parcela intensiva) (5 y) • EP: Epifitos de troncos (5 y)

Subprogramas obligatorios

Subprogramas

• MC: Química de los musgos (5 y) • SF: Escorrentía cortical (w/m) • RB: Hidrobiología de ríos (y) • FD: Daño forestal (y) • BI: Bioelementos y biomasa de los árboles (5 y) • VS: Estructura de la vegetación y cobertura de especies (10-20 y)

Subprogramas opcionales

Subprogramas

XVI ICP-IM Task Force Meeting (Pamplona, 14-16 Mayo de 2008)

Actividades del programa

Informe Anual ICP IM (http://www.syke.fi/enUS/Research__development/Ecosystem_services_and_biological_diversity/Monitoring/Integrated_Monitoring/Publications_from_ICP_IM)

Resultados

Tesis doctorales: 7 + 2 Publicaciones: > 20



• Tendencias de las concentraciones y flujos de metales pesados en las parcelas del programa ICP IM (en colaboración con ICP Forests)

• Tendencias de mercurio en las parcelas del programa ICP IM e ICP Waters (en colaboración con ICP Waters)

• Impacto de las características de cuenca, clima e hidrología en los procesos de N (preparación borrador en curso)

• Colaboración con otros ICPs:

o ICP Forests y Water – cálculo de tendencias a largo plazo de indicadores de efectos

o ICP M & M – cálculo de cargas críticas

o Joint Expert Group on Dynamic Modelling – cambios en biodiversidad

o EMEP – uso de escenarios de emisión EMEP

Parque Natural del Señorío de Bertiz

• Valle de Bertizarana (Localidad de Oieregi) • Superficie: 2 040 ha • Declaración de Parque Natural

29 Marzo 1984 •Zona de Especial Conservación (ZEC): 2008

1

135 Ha.

1

2

3

4

99

100

101

135 Ha.

El programa es España


•Compromiso a largo plazo (10 años)

• El lugar deber permitir la media de entradas y salidas del sistema

• Cuenca bien definida y homogénea geológicamente

• Entre 10 y 1000 ha

• Zona sin actividades de manejo o manejo controlado

• Zona típica de la región

• Deseable que otras actividades científicas se desarrollen en la zona

• Estación de fondo (>50 km de fuentes de contaminación


Fuentes de financiación

Fundación CAN (Nº 10832)

Convenio Ciemat-Universidad de Navarra

Fundación Universitaria de Navarra (FUNA)

Comunidad de Trabajo de los Pirineos (CTP)

COMUNIDAD DE TRABAJO DE LOS PIRINEOS

COMMUNAUTÉ DE TRAVAIL DES PYRÉNÉES

COMUNITAT DE TREBALL DELS PIRINEUS

PIRINIOETAKO LAN ELKARTEA

Programa ICP IM



Campo abierto Bajo copa

Subprogramas AM, AC, PC Subprogramas TF, SF, SW, LF, SC, FC, FD, VG

0

2

4

6

8

10

12

2008 2009 2010 2011 2012

N (

kg

ha

-1 a

ño

-1)

Depósito Atmosférico de Nitrógeno

Carga crítica N

Actividades: monitorización

Subprogramas PC, TF, SF Nitrógeno orgánico


Caracterización de los suelos

22 perfiles de suelo

103 suelos a tres profundidades

Parcela intensiva (subprograma SC)

Otros estudios

Cd

Hg Pb

% Nitrógeno superficial



0-5cm

5-15cm

15-30cm

2006 ● Puntos: 69 Muestras: 207

2014 ● Puntos: 66 Muestras: 198

• %C →C (kg/m2) • %N kjeldahl → N (kg/m2) • C:N • Metales pesados • % Densidad aparente • Gravas y contenido volumétrico

Otros estudios


Otros estudios

kg/m2 loss

increase

2014

N (kg/m2)

0-30cm

2006

N (kg/m2)

0-30cm

Biomonitorización de metales pesados (Subprograma MC)

0.18

0.16

0.14

0.12

0.10

0.09

Cd (g/g)

• Metales pesados y Nitrógeno • PAHs


Estudio de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (PAHs)

• Determinación del depósito de PAHs en TF vs BD

• Bioacumulación de PAHs en Hylocomium splendens

• Quema de biomasa y calefacción en invierno y tráfico rodado el resto del año

Foan et al. (2014). Mosses as an integrating tool for monitoring PAH atmospheric deposition: Comparison with total deposition and evaluation of bioconcentration factors. A year-long case-study. Chemosphere


0.18

0.16

0.14

0.12

0.10

0.09

Cd (g/g)

• Biomonitorización de metales pesados (Hypnum cupressiforme)

Metales pesados y Nitrógeno

PAHs

• Caracterización de los suelos

22 perfiles de suelo

103 suelos a tres profundidades

Parcela intensiva

• Depósito atmosférico

N, S y bases

Ninor y Norg

PAHs

• Dosis de O3 absorbida (Sap flow)

013/8 25/8 4/9 13/9

10

20

30

40S

ap

flo

w(k

gh

-1)

013/8 25/8 4/9 13/9

10

20

30

40

013/8 25/8 4/9 13/9

10

20

30

40S

ap

flo

w(k

gh

-1)


Biodiversidad florística: Subprograma VG

• Parcela permanente 40 x 40 m

• Objetivos:

Obtener bioindicadores sensibles a cambios en la concentración de contaminantes atmosféricos

Obtener información sobre la dinámica de la biomasa y estructura arbórea.


Censo individuos estratos arbóreo y arbustivo Variables estudiadas: • Coordenadas • Especie • Vitalidad • Altura • Diámetro tronco • Tamaño copa

Muestreo estr. herbáceo: 32 subparcelas 50x50cm

Variables estudiadas: • Coordenadas • Cobertura plantas vasculares • Cobertura briófitos • Cobertura suelo desnudo

Biodiversidad florística: Subprograma VS

• Estudio de cobertura y estructura de la vegetación (102 parcelas)

• Cálculos de diversidad relacionados con variables ambientales (Tª, HR, luminosidad, hojarasca,…)

• Objetivo:

• Seguimiento de los cambios en la estructura y en la composición de especies de la comunidad


Variables bióticas (2006 y 2016): • Cobertura por sp. (128) y estrato • Cobertura total por estrato

Variables abióticas: • Radiación • Temperatura suelo • Humedad suelo • Orientación, • Pendiente • Altitud • Cobertura hojarasca • Huecos del dosel • Regatas


Gazol, A. & Ibáñez, R. 2009. Plant Ecology

doi 10.1007/s11258-009-9649-5.

1/D

Response variable R2 Pseudo-F Sig.

a

Elevation 0.277 35.60 <0.001

Slope 0.174 19.52 0.020

Soil temperature 0.714 232.15 <0.001

Leaf-litter cover 0.262 33.02 <0.001

Presence of streams 0.096 9.83 0.296

Canopy gaps 0.137 14.67 0.098

Determinantes del patrón de diversidad de especies en el conjunto del bosque:

Población piscícola y anfibia

• Evaluación anual

• Necesidad de series largas

• Evolución de especies

Actividades: biodiversidad


Biomasa y densidad trucha (Salmo trutta) por tallas (mm)


2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

<20

20-4

0

2

0

3

40-6

0

34

79

18

49

3

21

58

27

25

156

60-8

0

32

44

21

100

15

44

74

133

407

52

161

80-1

00

18

15

337

40

53

112

98

38

26

39

100-1

20

156

35

974

125

142

50

497

308

383

130

83

120-1

40

37

44

164

137

299

252

227

250

398

322

109

140-1

60

69

70

394

100

211

63160-1

80

186

114

102

226

180-2

00

160

300

189

320

355

140

239

166200-2

20

884

208

201

337

204

220-2

40

264

240-2

60

724

415

260-2

80

<280

906

749

1255

449

3603

1241

1563

558

2020

1293

2028

920

818

Biomasa (g/hora)

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

<20

20-4

0

6

2

6

40-6

0

21

60

10

30

2

14

36

10

18

108

60-8

0

13

14

8

34

6

28

26

46

86

18

58

80-1

00

2

2

38

4

6

38

10

4

2

4

100-1

20

9

2

68

8

10

6

36

20

18

8

6

120-1

40

2

2

8

6

12

18

10

10

10

14

4

140-1

60

2

2

10

4

4

2

160-1

80

4

2

2

4

180-2

00

2

4

2

4

4

2

2

2

200-2

20

8

2

2

2

2

220-2

40

2

240-2

60

4

2

260-2

80

<280

2

2

56

90

146

96

46

94

102

124

134

64

190

Densidad (n/hora)


Densidad (n/hora) e índices bióticos de calidad biológica (IBMWP) de trucha (Salmo trutta), Burtaina (Cottus aturi) y Salamandra (Salamandra salamandra)


• Incidencia de las prácticas silvícolas en la biodiversidad

• Estudio de endomicorrizas

40 morfotipos asociados a Fagus sylvatica

• Banco de semillas del suelo

• Fauna edáfica (18181 ejemplares estudiados)

Colémbolos: 5543 Ácaros: 10716 Otros grupos: 1922


Estudio de ectomicorrizas

% E

cto

mic

orr

izació

n

Corte a

hecho hace

5 años

Corte a

hecho hace

10 años

Hayedo

maduro

Corte a hecho hace 5 años Corte a hecho hace 10 años

Hayedo maduro

• Incidencia de las prácticas silvícolas en la biodiversidad


XXVI ICP-IM Task Force Meeting (Warsaw, 7-9 Mayo de 2018)

Programa ICP IM

• Directiva de techos (NEC Directive)

Los “sites” del programa son adecuados para la monitorización

• Integración en red LTER

A punto de entrar en Hoja de Ruta ESFRI

Muchos “sites” ya están dentro de la red

• Integración en LIFEWATCH ERIC

Líneas futuras

Soporte TIC (Big data, modelos incomplejos,…)

Preparación de proyectos conjuntos con el grupo de trabajo de efectos del Convenio de Ginebra

European Long-term Ecosystem Research Network

A network of natural sites and platforms to monitor and investigate ecological and biodiversity topics at long-term scale.

¿Y en España?

Sitios LTER en España • Espacios Protegidos

• Programa de Seguimiento

• Financiación continuada

• Orientada a gestión

H2020

¿Y en España?

LIFEWATCH: e-Infrastructure for Biodiversity and Ecosystem Research

•Plataforma científica para la modelización sobre la biodiversidad •Conocimiento sobre la gestión y funcionamiento de la biodiversidad •Integrada en GEOSS (Global Earth Observation System of Systems)

¿Y en España?

Virtual Research Environments

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